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白炭黑基础知识 培训教材 王金华 一、白炭黑生产的主要原料 1.硅酸钠: 硅酸钠(又称泡花碱)是由石英砂(SiO2≥98%)、碱按一定比 例混合后在高温下熔解而制成的可溶性硅酸盐，分子式：Na2O· mSiO2。在硅酸钠中石英砂和碱的配合比例即 SiO2 和 Na2O 的摩尔 比决定着硅酸钠的模数 m，它一般控制在 0.5 ～ 4 的范围内。 模数即显示硅酸钠的组成，又影响硅酸钠的物理、化学性质。因 此，不同模数的硅酸钠有着不同的用处。硅酸钠的品种繁多，用 途非常广泛，它在国民经济发展中有着极其重要的作用，被视为 工业、化工业的基本原料，是无机盐工业中典型的大吨位产品之 一。 硅酸钠产品分为固体、液体两种，其规格、型号较多。工业 液体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。工业固 体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粒状、块状玻璃体。硅 酸钠大部分为液体，亦有玻璃体(固体)，无定型粉末等多品种规 格。主要商品规格列于表 2-1： 1 表 2-1 硅酸钠玻璃体、无定型、溶液主要商品规格 品 种 SiO2/Na2O Na2O SiO 2 H2O 比重 粘度 pH 克分子 (%) (%) (%) (20) (P,20) 玻璃体 3.33 23.5 75.5 2.06 33.0 66.0 无定型粉末 3.33 19.2 61.8 18.5 (含水) 2.06 27.0 54.0 18.5 溶液 1.65 19.7 31.5 1.68 70 12.8 2.06 18.0 36.0 1.69 700 12.2 2.58 10.6 26.5 1.41 0.6 11.7 2.88 11.0 31.7 1.49 9.6 11.5 3.32 8.9 28.7 1.39 1.8 11.3 3.86 6.8 25.3 1.32 2.2 10.8 液体硅酸钠产品：由于硅酸钠的主要用途是版纸、铸造、 耐火材料等粘结剂，肥皂、洗涤剂的助剂等，因此，大部分硅酸 钠产品是以液体形式供应和使用的。液体水玻璃国家标准 (GB/T4209-2008)列于表 2-2： 2 表 2-2 液体水玻璃国家标准(GB/T4209-2008) (部分标 准) 指标含量 型号级别 优等 品 品 品 品 品 液-1 液-2 1 等 合格 优等 1 等 合格 品 铁 (Fe), % ≤ 0.02 0.05 - 0.02 0.05 - 水不溶物, % ≤ 0.10 0.40 0.50 0.10 0.40 0.50 密度(20℃)，g/cm3 1.336～1.362 1.368～1.394 氧化钠 (Na2O), %≥ 7.5 8.2 白炭黑(SiO2),%≥ 25.0 26.0 模数 (M) 3.41～3.60 3.10～3.40 固体块状硅酸钠产品：固体块状硅酸钠又叫钠玻璃块子, 国 内一般是作为干法生产硅酸钠溶液的中间产品, 也可以作为商 品供应市场, 其国家标准为(GB/T4209-2008)，列于表 2－3： 表 2-3 固体水玻璃国家标准(GB/T4209-2008) (部分标准) 型号级别 固-1 固-2 指标含量 优等品 1 等品 优等品 1 等品 铁 (Fe),w % ≤ 0.02 0.12 0.02 0.12 氧化铝，w % ≤ 0.30 - 0.25 - 可 溶 固 体 总 含 量 ,% ≥ 99.0 98.0 99.0 98.0 模数 (M) 3.41～3.60 3.10～3.40 泡花碱的用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门。 在化工系统被用来制造硅胶、沉淀法白炭黑、沸石分子筛、偏硅 酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状泡花碱等各种硅酸盐类产品，是 硅化物的基本原料。在轻化工业中，泡花碱是洗衣粉、肥皂等洗 涤产品中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂；在纺织工 3 业中，泡花碱可用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中，泡花碱 广泛用于铸造、精密铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行 业中，泡花碱可用于制造快干水泥、耐酸水泥、防水剂、土壤固 化剂、耐火材料等；在农业方面，泡花碱可制造硅素肥料。另外 泡花碱作为粘合剂，广泛应用于纸板(瓦楞纸)纸箱的粘合剂。总 之，由于泡花碱的广泛应用，使得这个行业在国民经济中占有很 重要的地位。 2、硫酸 物理性质 性状：无色无味澄清油状液体。 成分/组成：浓硫酸 98.0%(浓)70%(稀) 密度：98%的浓硫酸 1.84g/mL 摩尔质量：98g/mol 相对密度：1.84。 沸点：338℃ 溶解性：与水和乙醇混溶 凝固点：无水酸在 10℃，98%硫酸在 3℃时凝固。 2.溶解放热浓硫酸溶解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释 时应该“酸入水，沿器壁，慢慢倒，不断搅。”若将水倒入浓 硫酸中，温度将达到 173℃